Lennard-Jonesの可能性：それを使用するとき（そうではない）

Lennard-Jones 12-6ポテンシャル（LJ）は、間違いなく分子シミュレーションで最も広く使用されているペアポテンシャルです。実際、それは非常に人気があるため、質問が目的に適しているかどうかはめったに尋ねられません。この論文では、LJの可能性はArgonなどの貴族用に設計されている一方で、特に現実的であると予想されていないシステムに使用されることが多いと主張します。これらの状況では、LJのポテンシャルの欠点が関連するようになります。これらの中で最も重要なのは、シミュレーションでは、LJポテンシャルが常に有限範囲を持つように変更されることです。さらに真剣に、今ではさまざまな可能性のある家族がすべてレナードジョーンズ12-6と呼ばれ、それはすべて異なっており、それは非常に異なる巨視的特性を持っている可能性があります。このホワイトペーパーでは、LJのポテンシャルが引力を持つ典型的な短距離ポテンシャルとしてのみ使用される条件下で使用できるLJ 12-6のポテンシャルの代替案を検討します。多くの点で、LJのようなものであるが、建設有限の範囲であり、カットオフ距離で二次的に消失し、計算的に安価に設計されている可能性のクラスを構築します。以下に、このポテンシャルを提示し、最も重要なケース（カットオフ距離rc =2σ（ "lj-like"）およびrc =1.2σ（典型的な「コロイド "ポテンシャル」）の熱力学的および輸送特性の数値データを報告します。）。

The Lennard-Jones 12-6 potential (LJ) is arguably the most widely used pair potential in molecular simulations. In fact, it is so popular that the question is rarely asked whether it is fit for purpose. In this paper, we argue that, whilst the LJ potential was designed for noble gases such as argon, it is often used for systems where it is not expected to be particularly realistic. Under those circumstances, the disadvantages of the LJ potential become relevant: most important among these is that in simulations the LJ potential is always modified such that it has a finite range. More seriously, there is by now a whole family of different potentials that are all called Lennard-Jones 12-6, and that are all different - and that may have very different macroscopic properties. In this paper, we consider alternatives to the LJ 12-6 potential that could be employed under conditions where the LJ potential is only used as a typical short-ranged potential with attraction. We construct a class of potentials that are, in many respects LJ-like but that are by construction finite ranged, vanishing quadratically at the cut-off distance, and that are designed to be computationally cheap. Below, we present this potential and report numerical data for its thermodynamic and transport properties, for the most important cases (cut-off distance rc = 2σ ("LJ-like") and rc = 1.2σ (a typical "colloidal" potential)).